Professora do Departamento de Raios Cósmicos e Cronologia do Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW) da Unicamp, a cientista Patrícia Magalhães iniciará, no final de julho, uma tarefa ambiciosa e que pode resultar em avanço do conhecimento sobre a organização da matéria na sua menor escala.
Magalhães foi contemplada num edital lançado pelo Instituto Serrapilheira e irá liderar um grupo de pesquisadores na investigação de questões relacionadas à assimetria entre a matéria e a antimatéria existente no universo.
A professora explica que, segundo os cientistas, o universo se originou na grande explosão conhecida como Big Bang, momento em que teriam sido geradas, em igual quantidade, matéria e antimatéria. Ocorre, porém, que o mundo é constituído predominantemente de matéria. Os cientistas tentam entender para onde foi a antimatéria.
O grupo da professora Patrícia Magalhães irá trabalhar com dados do LHCb (Large Hadron Collider beauty) – um dos experimentos em operação no LHC (Large Hadron Collider) –, o maior acelerador de partículas do mundo, localizado no CERN, uma organização europeia para pesquisa no setor nuclear, instalado na fronteira entre a França e a Suíça.
A professora conta que a antimatéria seria uma espécie de espelho da matéria que conhecemos. Para cada partícula fundamental (como o elétron, próton ou nêutron), existe uma antipartícula correspondente.
Ela explica que, das colisões de partículas realizadas pelo acelerador LHC sob altíssima velocidade, surgem gigantescas quantidades de dados, entre eles, os que podem apontar para o surgimento de novas assimetrias.
A tarefa de Magalhães e de seu grupo é identificar, entre milhões de dados registrados, se essas novas assimetrias podem ser explicadas pelo que conhecemos das teorias físicas atualmente, ou se se trata de comportamentos novos. O trabalho pretende, também, identificar manifestações complexas de partículas que, talvez, mereçam estudos mais aprofundados.
No caso de a pesquisa identificar algo novo, é possível esperar que essa nova condição leve à revisão ou à expansão das atuais leis da física.
“Usarei modelos teóricos com uma adequada descrição da interação hadrônica (hadrons são partículas composta por quarks) em uma abordagem orientada por dados na análise de amplitude de dados do LHCb de decaimentos de mésons B e D”, diz ela.
A interação hadrônica é fundamental para a existência do universo como o conhecemos. É ela que mantém os núcleos coesos e permite a formação dos elementos químicos. Os decaimentos de méson B e D, por sua vez, são processos nos quais essas partículas subatômicas, que são instáveis, se transformam em outras partículas mais leves. Já os quarks são partículas elementares e constituintes fundamentais da matéria.
A ideia é testar essas interações e buscar, a partir disso, uma explicação para a assimetria.
Magalhães lembra que uma das grandes questões que se colocam hoje, no mundo da física, é saber em que momento da evolução do universo se deu o processo que resultou na preponderância da matéria. Trata-se, segundo ela, de uma questão ainda em aberto, mas que está sendo estudada de diversas formas – por exemplo, pela cosmologia, pelo comportamento dos neutrinos e em várias outras frentes de pesquisa.
“Meu projeto vai trabalhar numa pequena parte disso, que é entender a assimetria dentro do laboratório”, explica a professora.
De acordo com Magalhães, o LHCb é um experimento que reúne cerca de 2 mil pesquisadores e é dedicado a estudar a simetria entre matéria e antimatéria. O grupo de trabalho da professora tem nove integrantes – entre estudantes de mestrado, doutorado e de iniciação científica –, além de outros pesquisadores, tanto da área experimental quanto teóricos do Brasil e do exterior.
“Acho que este é um trabalho fascinante, que pretende responder a uma pergunta difícil. Não é uma pergunta simples, mas acho que pode ser importante e divertido, também”, disse a professora.
